CN102633528A - 轻质多孔陶瓷及其制备方法 - Google Patents
轻质多孔陶瓷及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102633528A CN102633528A CN2012101299327A CN201210129932A CN102633528A CN 102633528 A CN102633528 A CN 102633528A CN 2012101299327 A CN2012101299327 A CN 2012101299327A CN 201210129932 A CN201210129932 A CN 201210129932A CN 102633528 A CN102633528 A CN 102633528A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphogypsum
- red mud
- preparation
- sintering
- porous ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明涉及轻质多孔陶瓷及其制备，包括有以下步骤：1）陶瓷混合料的制备：首先将磷石膏、赤泥、长石、高岭土和黄砂按比例混合；2）混合料的处理：向所得混合物料中加入水，继续混合均匀；3）陶瓷坯体的制备：压制成型得坯体；4）烧结：采用快烧工艺，将所得坯体放入烧结炉中，然后将炉体温度升到1050℃~1200℃，烧结，冷却后得到轻质多孔陶瓷。本发明与现有技术相比具有的优点主要是：使得工业废渣磷石膏与赤泥得到有效利用，磷石膏与赤泥对环境的污染减小，有利于资源的循环利用。该多孔陶瓷的生产具有烧成温度低，周期短，成本低，无放射性污染，烧成轻质多孔陶瓷密度较低，强度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷材料领域，具体涉及一种利用工业共同废弃物磷石膏和赤泥制备的轻质多孔陶瓷及其方法。
背景技术
磷石膏是生产磷酸时排出的一种工业副产物，随着高浓度磷复肥、磷酸和洗涤剂工业的迅速发展，磷石膏废渣急剧增加，每生产1吨磷酸约排放5吨磷石膏。目前，世界磷石膏年排放量达2.8亿吨，我国也已超过5000万吨，占工业副产石膏的70%以上。其中27.7%的磷石膏用于制造水泥，生产化工原料和石膏建材制品，用作路基或工业填料，改良土壤，从中提取稀土元素等。由于磷石膏含有五氧化二磷、氟及游离酸等有害物质，国家环保部已将其定性为危险废弃物，如果任意排放会造成环境污染；设置堆场，不仅占地多、投资大、堆渣费用高，而且对堆场的地质条件要求高，磷石膏长期堆积还会引起地表水及地下水的污染。赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的颗粒极细、强碱性固体废渣，每生产1吨氧化铝，大约产生赤泥0.8~1.5吨。我国是氧化铝生产大国，2009年生产氧化铝2378万吨，约占世界总产量的30%，产生的赤泥近3000万吨。目前我国赤泥综合利用率仅为4%，累积堆存量达到2亿吨。大量赤泥废渣堆积如山占用土地，污染大气，污染水和污染环境。
优质高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料，但是，随着工业用量的增大，高岭土资源急剧下降，因此，从传统行业中节约高岭土用量是一种时代所趋。
目前关于磷石膏的综合利用主要集中在制备化肥，石膏板，水泥缓凝剂，建筑石膏粉及生产硫酸联产水泥。而将磷石膏与赤泥混合做陶瓷原料的专利还未有见到。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种轻质多孔陶瓷及其制备方法，所得轻质多孔陶瓷的气孔率较高，密度较低，耐压强度高。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：轻质多孔陶瓷，其包括有以下组分经混合，成型和烧结而成，各组分含量为磷石膏5%～20%，赤泥5%～15 % ，长石20%~35%，高岭土20%~30%，黄砂5%～20%，均为质量百分比。
按上述方案，各组分含量优选为：磷石膏17%，赤泥9%，长石32%，高岭土26%，黄砂16%，均为质量百分比。
所述的轻质多孔陶瓷的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：
1）陶瓷混合料的制备：
首先将磷石膏、赤泥、长石、高岭土和黄砂按比例混合，得到混合均匀的物料，其中各组分含量为磷石膏5%～20%，赤泥5%～15%，长石20%~35%，高岭土20%~30%，黄砂 5%～20%，均为质量百分比；
2）混合料的处理：
向步骤1）所得混合物料中加入占混合物料5~8%的水，继续混合均匀；
3）陶瓷坯体的制备：
将步骤2）所得混合物料进行压制成型得坯体；
4）烧结：
采用快烧工艺，将步骤3）所得坯体放入烧结炉中，然后将炉体温度升到1050℃~1200℃，烧结1.5~2小时，冷却后得到轻质多孔陶瓷。
按上述方案，各组分含量为：磷石膏17%，赤泥9%，长石32%，高岭土26%，黄砂16%，均为质量百分比。
按上述方案，所述压制成型的工艺条件为：采用单面加压，加压大小为3～5MPa。
本发明所述的磷石膏主要成分是CaO19.05%～32.72%、SiO220.56%～41.28%、Fe2O30.09%～1.45%、Al2O30.39%～1.81%、SO327.46%～40.57%、P2O50.79%～1.78%、Na2O0.13%～0.98%、K2O0.12%～0.85%，CaSO4·2H2O65%~89%，此外还含有少量磷、铁、铝、氟和有机物，均为质量百分比；
所述的赤泥的主要组成为CaO13.27%～40.78%、SiO215.22%～25.36%、Fe2O33.41%～7.53%、Al2O321.55%～43.46%、Na2O2.82%～5.62%、K2O0.20%～0.77%、TiO20.82%～2.93%和多种微量成分，均为质量百分比；
所述的高岭土的主要组成为Al2O3 36.62%～46.97%、SiO250.02%～53.41%、CaO0.14%～0.33%、Na2O0.08%～0.27%、K2O0.38%～0.57%和Fe2O30.33%～0.96%，均为质量百分比。
所述的长石的主要组成为Al2O316.27%～21.84%、SiO265.19%～73.39%、CaO0.028%～0.37%、Na2O9.38%～11.72%、K2O0.05%～0.45%、Fe2O30.027%～0.810%和TiO20.09%～0.47%，均为质量百分比。
本发明的机理原理：利用磷石膏的酸性和赤泥的碱性进行中和，磷石膏提供发泡剂CaSO4，赤泥和高岭土提供陶瓷必要的组分，长石作为助溶剂来降低坯体的烧结温度，黄砂提供SiO2增加烧成后坯体的强度。陶瓷坯体在1050℃~1200℃时，坯体熔融并且具有一定的粘度。发泡剂CaSO4分解产生SO2和O2，由于表面张力的作用，气体被保留在熔体内；坯体烧成随炉冷却后即得轻质多孔陶瓷。
本发明与现有技术相比具有的优点主要是：使得工业废渣磷石膏与赤泥得到有效利用，磷石膏与赤泥对环境的污染减小，有利于资源的循环利用。该多孔陶瓷的生产具有烧成温度低，周期短，成本低，无放射性污染，烧成轻质多孔陶瓷密度较低，强度高的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但是不会构成对本发明的限制。
实施例1：
1．陶瓷混合料的制备：按以下质量百分比混合：磷石膏18%，赤泥12%，长石31%，高岭土26%和黄砂13%，得到混合均匀的物料；加入占物料7%的水，并球磨混合1小时；
2．成型：混合后的物料在4MPa下进行压制成型，采用单面加压；再干燥得到陶瓷坯体；
3．烧结：将陶瓷坯体置于烧结炉中，以4℃/min匀速升温到1180℃，保温1.5h后退火，得到轻质多孔陶瓷。
经测试，轻质多孔陶瓷气孔率为45.3%，容重率为0.774g/cm3，抗压强度为6.50MPa。
下面对原料中的物质组分进行详细说明：
磷石膏
| 组分 | CaO | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | SO3 | P2O5 | Na2O | K2O | 其它 |
| 含量 | 25.30 | 23.46 | 0.87 | 1.79 | 37.46 | 0.79 | 0.13 | 0.72 | 9.48 |
赤泥
| 组分 | CaO | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | Na2O | K2O | TiO2 | 其它 |
| 含量 | 14.27 | 17.20 | 4.10 | 31.05 | 4.82 | 0.45 | 2.3 | 25.81 |
高岭土
| 组分 | Al2O3 | SiO2 | CaO | Na2O | K2O | Fe2O3 | 其它 |
| 含量 | 41.72 | 52.65 | 0.18 | 0.19 | 0.45 | 0.36 | 4.45 |
长石
| 组分 | CaO | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | Na2O | K2O | TiO2 | 其它 |
| 含量 | 0.092 | 68.72 | 0.065 | 19.05 | 10.94 | 0.09 | 0.10 | 0.943 |
实施例2：
1．配料：原料配比按以下重量百分比：磷石膏20%，赤泥13%，长石32%，高岭土27%，黄砂8%；加入占物料7%的水，并球磨混合1小时；
2．成型：混合后的物料在4MPa下进行压制成型，采用单面加压；再干燥得到陶瓷坯体；
3．烧结：将陶瓷坯体置于烧结炉中，以4℃/min匀速升温到1160℃，保温2h后退火，得到轻质多孔陶瓷。
经测试，轻质多孔陶瓷气孔率为47.8%，容重率为0.687g/cm3，抗压强度为5.89MPa。
实施例3：
1．配料：原料配比按以下重量百分比：磷石膏14%，赤泥10%，长石34%，高岭土26%，黄砂16%；加入占物料8%的水，并球磨混合1小时；
2．成型：混合后的物料在3MPa下进行压制成型，采用单面加压；再干燥得到陶瓷坯体；
3．烧结：将陶瓷坯体置于烧结炉中，以6℃/min匀速升温到1170℃，保温1.5h后退火，得到轻质多孔陶瓷。
实施例4：
1．配料：原料配比按以下重量百分比：磷石膏16%，赤泥13%，长石35%，高岭土22%，黄砂14%；加入占物料8%的水，并球磨混合1小时；
2．成型：混合后的物料在3MPa下进行压制成型，采用单面加压；再干燥得到陶瓷坯体；
3．烧结：将陶瓷坯体置于烧结炉中，以3℃/min匀速升温到1150℃，保温2h后退火，得到轻质多孔陶瓷。
经测试，轻质多孔陶瓷气孔率为42.1%，容重率为0.873g/cm3，抗压强度为7.02MPa。
实施例5：
1．配料：原料配比按以下重量百分比：磷石膏14%，赤泥11%，长石34%，高岭土28%，黄砂13%；加入占物料7%的水，并球磨混合1小时；
2．成型：混合后的物料在4MPa下进行压制成型，采用单面加压；再干燥得到陶瓷坯体；
3．烧结：将陶瓷坯体置于烧结炉中，以3℃/min匀速升温到1160℃，保温1.5h后退火，得到轻质多孔陶瓷。
经测试，轻质多孔陶瓷气孔率为44.6%，容重率为0.784g/cm3，抗压强度为6.55MPa。
实施例6：
1．配料：原料配比按以下重量百分比：磷石膏16%，赤泥7%，长石33%，高岭土26%，黄砂18%；加入占物料8%的水，并球磨混合1小时；
2．成型：混合后的物料在3MPa下进行压制成型，采用单面加压；再干燥得到陶瓷坯体；
3．烧结：将陶瓷坯体置于烧结炉中，以2℃/min匀速升温到1160℃，保温2h后退火，得到轻质多孔陶瓷。
经测试，轻质多孔陶瓷气孔率为46.8%，容重率为0.725g/cm3，抗压强度为6.07MPa。
实施例7：
1．配料：原料配比按以下重量百分比：磷石膏17%，赤泥9%，长石32%，高岭土26%，黄砂16%；加入占物料7%的水，并球磨混合1小时；
2．成型：混合后的物料在4MPa下进行压制成型，采用单面加压；再干燥得到陶瓷坯体；
3．烧结：将陶瓷坯体置于烧结炉中，以3℃/min匀速升温到1160℃，保温2h后退火，得到轻质多孔陶瓷。
经测试，轻质多孔陶瓷气孔率为47.9%，容重率为0.675g/cm3，抗压强度为5.93MPa。
Claims (5)
1.轻质多孔陶瓷，其包括有以下组分经混合，成型和烧结而成，各组分含量为磷石膏5%～20%，赤泥5%～15 % ，长石20%~35%，高岭土20%~30%，黄砂5%～20%，均为质量百分比。
2.根据权利要求1所述的轻质多孔陶瓷，其特征在于各组分含量为：磷石膏17%，赤泥9%，长石32%，高岭土26%，黄砂16%，均为质量百分比。
3.权利要求1所述的轻质多孔陶瓷的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：
1）陶瓷混合料的制备：
首先将磷石膏、赤泥、长石、高岭土和黄砂按比例混合，得到混合均匀的物料，其中各组分含量为磷石膏5%～20%，赤泥5%～15%，长石20%~35%，高岭土20%~30%，黄砂 5%～20%，均为质量百分比；
2）混合料的处理：
向步骤1）所得混合物料中加入占混合物料5~8%的水，继续混合均匀；
3）陶瓷坯体的制备：
将步骤2）所得混合物料进行压制成型得坯体；
4）烧结：
采用快烧工艺，将步骤3）所得坯体放入烧结炉中，然后将炉体温度升到1050℃~1200℃，烧结1.5~2小时，冷却后得到轻质多孔陶瓷。
4. 根据权利要求3所述的轻质多孔陶瓷的制备方法，其特征在于各组分含量为：磷石膏17%，赤泥9%，长石32%，高岭土26%，黄砂16%，均为质量百分比。
5. 根据权利要求3所述的轻质多孔陶瓷的制备方法，其特征在于所述压制成型的工艺条件为：采用单面加压，加压大小为3～5MPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210129932.7A CN102633528B (zh) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | 轻质多孔陶瓷及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210129932.7A CN102633528B (zh) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | 轻质多孔陶瓷及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102633528A true CN102633528A (zh) | 2012-08-15 |
| CN102633528B CN102633528B (zh) | 2014-02-19 |
Family
ID=46618129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210129932.7A Expired - Fee Related CN102633528B (zh) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | 轻质多孔陶瓷及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102633528B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102838379A (zh) * | 2012-09-18 | 2012-12-26 | 武汉理工大学 | 一种轻质泡沫陶瓷及其制备方法 |
| CN102838377A (zh) * | 2012-09-18 | 2012-12-26 | 武汉理工大学 | 一种轻质闭孔陶瓷保温板 |
| CN102838376A (zh) * | 2012-09-18 | 2012-12-26 | 武汉理工大学 | 一种轻质闭孔陶瓷保温板的制备方法 |
| CN102850082A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-02 | 武汉理工大学 | 一种闭孔保温玻化陶瓷及其制备方法 |
| CN102850040A (zh) * | 2012-08-18 | 2013-01-02 | 淄博新空间陶瓷有限公司 | 利用赤泥生产建筑陶瓷的方法 |
| CN108546086A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-18 | 东北大学 | 一种利用赤泥制备高强度多孔陶瓷材料的方法 |
| CN109456024A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-12 | 山东理工大学 | 铝粉改性全信息表面硅胶模具赤泥废料注凝成型方法 |
| CN112250471A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-22 | 福泉环保城发展有限公司 | 一种工业磷石膏和废盐废渣瓷化方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1448372A (zh) * | 2003-05-07 | 2003-10-15 | 河海大学 | 一种土工用的发泡剂 |
| CN1456536A (zh) * | 2002-05-07 | 2003-11-19 | 李兴 | 一种淤泥(粘土)综合利用制品泡体釉面烧结砖坯 |
| CN1502587A (zh) * | 2002-11-21 | 2004-06-09 | 王 怡 | 一种高掺量煤矸石膨化轻质高强材料及其制作方法 |
| CN1552671A (zh) * | 2003-05-30 | 2004-12-08 | 东北轻合金有限责任公司 | 加气混凝土的发泡剂及制作方法 |
| CN102173736A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-07 | 武汉理工大学 | 地砖陶瓷及其制备方法 |
-
2012
- 2012-04-28 CN CN201210129932.7A patent/CN102633528B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1456536A (zh) * | 2002-05-07 | 2003-11-19 | 李兴 | 一种淤泥(粘土)综合利用制品泡体釉面烧结砖坯 |
| CN1502587A (zh) * | 2002-11-21 | 2004-06-09 | 王 怡 | 一种高掺量煤矸石膨化轻质高强材料及其制作方法 |
| CN1448372A (zh) * | 2003-05-07 | 2003-10-15 | 河海大学 | 一种土工用的发泡剂 |
| CN1552671A (zh) * | 2003-05-30 | 2004-12-08 | 东北轻合金有限责任公司 | 加气混凝土的发泡剂及制作方法 |
| CN102173736A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-07 | 武汉理工大学 | 地砖陶瓷及其制备方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102850040A (zh) * | 2012-08-18 | 2013-01-02 | 淄博新空间陶瓷有限公司 | 利用赤泥生产建筑陶瓷的方法 |
| CN102850040B (zh) * | 2012-08-18 | 2014-04-02 | 淄博新空间陶瓷有限公司 | 利用赤泥生产建筑陶瓷的方法 |
| CN102838379A (zh) * | 2012-09-18 | 2012-12-26 | 武汉理工大学 | 一种轻质泡沫陶瓷及其制备方法 |
| CN102838377A (zh) * | 2012-09-18 | 2012-12-26 | 武汉理工大学 | 一种轻质闭孔陶瓷保温板 |
| CN102838376A (zh) * | 2012-09-18 | 2012-12-26 | 武汉理工大学 | 一种轻质闭孔陶瓷保温板的制备方法 |
| CN102850082A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-02 | 武汉理工大学 | 一种闭孔保温玻化陶瓷及其制备方法 |
| CN102838379B (zh) * | 2012-09-18 | 2013-11-20 | 武汉理工大学 | 一种轻质泡沫陶瓷及其制备方法 |
| CN102838376B (zh) * | 2012-09-18 | 2014-04-09 | 武汉理工大学 | 一种轻质闭孔陶瓷保温板的制备方法 |
| CN108546086A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-18 | 东北大学 | 一种利用赤泥制备高强度多孔陶瓷材料的方法 |
| CN109456024A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-12 | 山东理工大学 | 铝粉改性全信息表面硅胶模具赤泥废料注凝成型方法 |
| CN112250471A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-22 | 福泉环保城发展有限公司 | 一种工业磷石膏和废盐废渣瓷化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102633528B (zh) | 2014-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102633528B (zh) | 轻质多孔陶瓷及其制备方法 | |
| CN102173736B (zh) | 地砖陶瓷及其制备方法 | |
| CN105130218B (zh) | 一种低钙硅酸盐水泥及其制备与硬化方法 | |
| CN102633527B (zh) | 建筑保温墙体材料及其制备方法 | |
| CN103553492B (zh) | 一种以聚合氯化铝废渣和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法 | |
| CN101973747B (zh) | 一种黄磷渣和改性磷石膏制取免烧砖的方法 | |
| CN104496246A (zh) | 一种水泥混凝土构建物固相填充料表面活性剂及其制造、使用方法 | |
| CN108147769A (zh) | 一种碳激发钢渣砖的制备方法 | |
| CN108046621B (zh) | 一种煅烧白云石粉的制备方法 | |
| CN103641392B (zh) | 一种环保砖的配方及其生产方法 | |
| CN103373826B (zh) | 一种利用铁尾矿制备低碳水泥熟料的方法 | |
| CN104725001A (zh) | 一种含电解锰渣组合物及在制备电解锰渣双免砖上的应用 | |
| CN104478329B (zh) | 一种锑矿尾砂生产蒸压加气混凝土砌块的制备方法 | |
| CN108117348B (zh) | 一种磷渣基环保型建筑材料及其制备方法 | |
| CN102531667A (zh) | 建筑保温墙体材料及其制备方法 | |
| KR101151605B1 (ko) | 토목용 폐석고 블록 조성물，이를 이용한 폐석고 블록 및 그 제조 방법 | |
| CN102910888A (zh) | 一种用于矿山井巷充填的混合物料 | |
| CN103288399A (zh) | 一种尾砂干堆固结剂的生产方法 | |
| CN104844137A (zh) | 利用煅烧煤矸石和电石渣生产蒸压砖的方法 | |
| WO2008043222A1 (fr) | Procédé de production directe d'acide phosphorique et de plusieurs sous-produits silicate ou aluminate à partir de matériaux de minerais bruts de phosphate | |
| CN101397205A (zh) | 一种磷石膏免蒸免烧空心砖及其制备方法 | |
| CN102557576A (zh) | 一种赤泥煤矸石烧结砖的生产工艺 | |
| CN109437789A (zh) | 一种碳激发磷渣砌块及其制备方法 | |
| CN103524058A (zh) | 一种钢渣安定性处理方法 | |
| CN106746784A (zh) | 一种建筑环保型水泥 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140219 Termination date: 20180428 |